資源簡介

高考生物二輪復習專題專練
(17)　基因頻率在遺傳概率計算中的應用
從“高度”上研究高考
[典例]　(2021·廣東高考)兔的脂肪白色(F)對淡黃色(f)為顯性，由常染色體上一對等位基因控制。某兔群由500只純合白色脂肪兔和 1 500只淡黃色脂肪兔組成，F、f的基因頻率分別是(　 )
A．15%、85% 　　 B．25%、75%
C．35%、65% 　　 D．45%、55%
[解析]　基因頻率是指在一個種群的基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比值。由題意可知，該兔種群由500只純合白色脂肪兔(FF)和1 500只淡黃色脂肪兔(ff)組成，故F的基因頻率＝(500×2)/(2 000×2)＝25%，f的基因頻率＝1－25%＝75%。
[答案]　B
從“深度”上提升知能
1．利用遺傳平衡定律計算人類遺傳病的患病概率的解題模板
2．當基因位于X染色體上時其基因頻率和基因型頻率相關的規(guī)律總結(以色盲為例，相關基因用B、b表示)
(1)男性中相關基因頻率和基因型頻率的關系
應用：當基因位于X染色體上時，在雄性個體中，某一基因的頻率等于該基因型的頻率，求出了相關的基因型頻率，就等于求出了基因頻率。
(2)人群中色盲基因的頻率＝男性中色盲基因的頻率＝女性中色盲基因的頻率(都約為7%)
(3)色盲在男性和女性中發(fā)病率的關系
3．自交與自由交配中基因頻率的計算
自交 雜合子自交，基因型頻率發(fā)生變化，純合子比例逐漸增大，雜合子比例逐漸下降，但基因頻率不變
自由交配 在無突變、各種基因型的個體生活力相同時，處于遺傳平衡的種群自由交配遵循遺傳平衡定律，上下代之間種群的基因頻率及基因型頻率都保持不變
從“寬度”上拓展訓練
1．下列關于遺傳學的計算，正確的是(　 )
A．某學校(男女各半)中，有紅綠色盲患者3.5%(均為男生)，色盲攜帶者占5%，則該校學生中的色盲基因頻率為7%
B．若在某地區(qū)色盲遺傳調查中Xb的基因頻率為8%，理論上在人群中男性患者所占比例為8%
C．若某地區(qū)白化病的致病基因頻率為a，則該地區(qū)正常個體中白化病致病基因攜帶者所占的比例為2a/(1－a)
D．若某地區(qū)抗維生素D佝僂病的致病基因頻率為b，則該地區(qū)人群中女性個體不患抗維生素D佝僂病所占的比例為(1－b)2/2
解析：選D　假設該學校200人，男生100人，女生100人，有紅綠色盲患者3.5%，且均為男生(XbY，有7人)，色盲攜帶者占5%(XBXb，有10人)，則該校學生中的色盲基因頻率為Xb基因的數量/(XB基因的數量＋Xb基因的數量)＝(7＋10)/(200＋100)＝17/300，A錯誤；若在某地區(qū)色盲遺傳調查中Xb的基因頻率為8%，理論上在人群中男性患者(XbY)所占比例為8%×1/2＝4%，B錯誤；白化病為常染色體隱性遺傳病，假設相關基因用D、d表示，若某地區(qū)白化病的致病基因頻率為a，患白化病的概率(基因型為dd)為a2，攜帶者的概率(基因型為Dd)為2×a×(1－a)，顯性純合子(基因型為DD)的概率為(1－a)2，則該地區(qū)正常個體(D_)中白化病致病基因攜帶者(Dd)所占的比例為2×a×(1－a)/[2×a×(1－a)＋(1－a)2]＝2a/(1＋a)，C錯誤；抗維生素D佝僂病為伴X染色體顯性遺傳病，假設相關基因用E、e表示，若某地區(qū)抗維生素D佝僂病的致病基因頻率為b，那么女性產生正常配子的概率為(1－b)，男性產生正常的含X染色體的配子的概率為(1－b)/2，則該地區(qū)人群中女性個體不患抗維生素D佝僂病(XeXe)所占的比例為(1－b)2/2，D正確。
2．(2022·呂梁一模)某種家兔的毛色由常染色體上的一對等位基因控制，灰色(R)對黑色(r)為顯性，灰色基因所在染色體上存在隱性致死基因d，該基因純合時致死。若某人工飼養(yǎng)的家兔種群中，灰毛和黑毛的基因頻率各占一半，讓其隨機交配得到子代。下列說法正確的是(　 )
A．F1中黑毛個體所占的比例是1/4
B．F2兔群中Rr∶rr為1∶1
C．隨著交配代數的增加，兔群中純合子的比例逐代降低
D．隨著交配代數的增加，兔群中R的基因頻率逐代增加
解析：選B　由題意可知，該種群中灰毛和黑毛的基因頻率各占一半，且基因型為RR的個體致死，故該種群中的基因型均為Rr，隨機交配F1中黑毛個體所占的比例是1/3，A錯誤；F1中灰毛個體∶黑毛個體＝2∶1，則R基因頻率為1/3，r基因頻率為2/3，隨機交配所得F2中基因型及其比例為1/9RR(致死)、4/9Rr、4/9rr，故F2兔群中Rr∶rr為1∶1，B正確；隱性致死基因d純合時致死，即RR純合致死，也就是逐代淘汰顯性純合子，R的基因頻率逐代降低，r的基因頻率逐代增加，rr的基因型頻率逐代增加，C、D錯誤。
3．(2022·潮州二模)現有一個較大的熊貓種群，雌雄數量相等，且雌雄之間可以自由交配，若該種群中B的基因頻率為60%，b的基因頻率為40%，則下列有關說法正確的是(　 )
A．大熊貓種群中全部B基因和b基因的總和構成大熊貓種群的基因庫
B．若該對等位基因只位于X染色體上，則該種群中XbY的基因型頻率為40%
C．若該對等位基因位于常染色體上，則種群中雜合雌性熊貓概率為48%
D．若某個體的精原細胞在分裂過程中B基因突變?yōu)閎基因，b基因不一定遺傳給后代
解析：選D　基因庫是一個種群中所有個體所含有的全部基因的總和，因此，大熊貓種群中全部B基因和b基因的總和不能構成大熊貓種群的基因庫，A錯誤；若該對等位基因只位于X染色體上，則雄性群體中XbY的基因型頻率＝b的基因頻率＝40%，該種群(雌雄數量相等)中XbY的基因型頻率為40%÷2＝20%，B錯誤；若該對等位基因位于常染色體上，Bb的基因型頻率＝2×60%×40%＝48%，雜合雌性熊貓概率為1/2×48%＝24%，C錯誤；精原細胞可以進行減數分裂和有絲分裂，若某個體的精原細胞進行有絲分裂，在分裂過程中B基因突變?yōu)閎基因，b基因不一定遺傳給后代，D正確。
[微課微練·一點一評]
一、選擇題
1．(2022·懷仁市模擬)人類血友病是伴X染色體隱性遺傳病?，F有一對非血友病的夫婦生育了兩個非雙胞胎女兒甲和乙。甲與一個非血友病的男子丙結婚，育有一個患血友病的男孩。乙與一個非血友病的男子丁結婚，并已懷孕。以下敘述錯誤的是(　 )
A．乙生出患血友病男孩的概率為1/8
B．若乙生了一個患血友病的XXY型兒子，可能是丁減數分裂Ⅰ異常所致
C．血友病在男性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率
D．為避免乙生出血友病孩子，建議其應進行產前診斷
解析：選B　假設用H/h表示人類血友病相關基因，甲與非血友病男子丙育有患血友病的男孩，甲的基因型為XHXh，則非血友病夫婦的基因型為XHXh和XHY，乙基因型為1/2XHXH、1/2XHXh，與一個非血友病的男子丁(XHY)結婚，生出患血友病男孩(XhY)的概率為1/2×1/4＝1/8，A正確；若乙生了一個患血友病的XhXhY型兒子，則乙的基因型為XHXh，而丈夫丁(XHY)不含血友病基因，故由于乙在減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂后，含h基因的兩條X染色體移向細胞同一極，從而產生了XhXh的卵細胞，導致患血友病的XhXhY型兒子的出生，B錯誤；血友病為伴X染色體隱性遺傳病，男性只有一條X染色體，男性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率，C正確；據以上分析可知，乙基因型為1/2XHXH、1/2XHXh，與一個非血友病的男子丁結婚，可能會生出患血友病的兒子，建議其應進行產前診斷，D正確。
2．(2022·長沙一模)果蠅的棒眼基因(B)和正常眼基因(b)只位于X染色體上。科學家通過基因工程培育出一特殊棒眼雌性果蠅品系(XBXb)，其中一條X染色體上攜帶隱性致死基因s，已知當s基因純合(XsXs、XsY)時能使胚胎致死。讓該果蠅品系與正常眼雄性交配，下列說法錯誤的是(　 )
A．若致死基因s位于XB染色體上，產生的子代群體中B基因頻率是1/6
B．若致死基因s位于Xb染色體上，產生的子代群體中B基因頻率是2/5
C．若讓該果蠅品系與棒眼雄性交配，也可以判斷致死基因s位于哪條X染色體上
D．若子代中偶然發(fā)現一只成活的XXY正常眼果蠅，可能是父本在減數分裂Ⅰ時同源染色體Xb與Y未分離，進入同一生殖細胞中
解析：選A　若致死基因s位于XB染色體上，該果蠅品系基因型為XBsXb，與正常眼雄果蠅(XbY)交配，雜交后代XBsY胚胎致死，子代果蠅基因型分別為XBsXb、XbXb、XbY，比例為1∶1∶1，因此B基因頻率為1/5，A錯誤。若致死基因s位于Xb染色體上，該果蠅品系基因型為XBXbs，與正常眼雄果蠅(XbY)交配，雜交后代XbsY胚胎致死，子代果蠅基因型分別為XbXbs、XBXb、XBY，比例為1∶1∶1，因此B基因頻率為2/5，B正確。讓該果蠅品系與棒眼雄性交配，若致死基因s在XB染色體上，雜交后代XBsY致死，子代只有正常眼雄果蠅；若致死基因s在Xb染色體上，雜交后代XbsY致死，子代只有棒眼雄果蠅，因此也可以判斷出致死基因s位于哪條X染色體上，C正確。若子代中偶然發(fā)現一只成活的性染色體為XXY的正常眼果蠅，基因型為XbXbY，可能是父本減數分裂Ⅰ后期同源染色體未分離，進入同一生殖細胞中，產生基因型為XbY的精子，XbY精子與Xb卵細胞結合形成XbXbY正常眼果蠅；也可能是母本在減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂后染色體移向細胞同一極，形成XbXb的卵細胞，再與Y精子結合形成XbXbY正常眼果蠅，D正確。
3．(2022·福州模擬)某種植物雄株的性染色體為XY，雌株的性染色體為XX，等位基因A和a是伴X染色體遺傳的，分別控制闊葉(A)和細葉(a)，且?guī)基因的花粉有50%敗育。用闊葉雄株和雜合闊葉雌株進行雜交得到子一代，再讓子一代相互雜交得到子二代。理論上下列說法正確的是(　 )
A．子二代中雌株數∶雄株數為3∶4
B．子二代雌株中，闊葉∶細葉為3∶1
C．子二代雌株中，A基因頻率∶a基因頻率為3∶1
D．子二代雄株中，A基因頻率∶a基因頻率為1∶3
解析：選A　闊葉雄株(XAY)與雜合闊葉雌株(XAXa)進行雜交得到子一代，子一代中雄株為1/2XAY、1/2XaY，由于帶a基因的花粉有50%敗育，則可產生配子XA∶Xa∶Y＝(1/2×1/2)∶(1/2×1/2×1/2)∶1/2＝2∶1∶4，子一代中雌株為1/2XAXA、1/2XAXa，可產生3/4XA、1/4Xa兩種配子，子一代相互雜交，雌雄配子隨機結合，子二代的基因型及比例為XAXA∶XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY＝(2/7×3/4)∶(2/7×1/4＋1/7×3/4)∶(1/7×1/4)∶(3/4×4/7)∶
(1/4×4/7)＝6∶5∶1∶12∶4，所以雌株數∶雄株數為(6＋5＋1)∶(12＋4)＝3∶4，雌株中闊葉∶細葉為(6＋5)∶1＝11∶1，A正確，B錯誤；根據以上所得數據，子二代雌株中，A基因頻率為(6/12＋1/2×5/12)＝17/24，a的基因頻率為1－17/24＝7/24，所以A基因頻率∶a基因頻率為17∶7，C錯誤；根據以上所得數據，子二代雄株中，A基因頻率為12÷(12＋4)＝3/4，a的基因頻率為1－3/4＝1/4，所以A基因頻率∶a基因頻率為3∶1，D錯誤。
4．(2022·南京一模)在對某植物種群進行調查時，發(fā)現基因型為AA和aa的植株所占比例分別為10%和70%，假定各種基因型個體的生存能力相同。第二年對該植物種群進行調查，發(fā)現基因型為AA和aa的植株所占比例分別為4%和64%。下列相關敘述不正確的是(　 )
A．第二年該種群中A和a的基因頻率分別為20%和80%
B．第二年該種群全部個體所含有的全部基因構成該種群的基因庫
C．種群中基因型為Aa的植株由20%變?yōu)?2%，說明該種群發(fā)生了進化
D．現代生物進化理論認為自然選擇會導致種群基因頻率發(fā)生定向改變
解析：選C　第二年基因型為AA和aa的植株所占比例分別為4%和64%，則Aa的植株所占比例為32%，故A的基因頻率＝4%＋1/2×32%＝20%，a的基因頻率＝1－20%＝80%，A正確；基因庫是指一個種群中所有個體所含有的全部基因，B正確；生物進化的實質是種群基因頻率的改變，第一年中A的基因頻率＝10%＋1/2(1－10%－70%)＝20%，a的基因頻率＝1－20%＝80%，第二年與第一年相比，種群基因頻率不變，所以種群沒有發(fā)生進化，C錯誤；現代生物進化理論認為自然選擇會導致種群基因頻率發(fā)生定向改變，進而導致進化，D正確。
5．人類斑禿屬于常染色體顯性遺傳病，由一對等位基因PB、pb控制。男性帶有一個或兩個斑禿基因(PB)就會發(fā)生斑禿，而女性需要有兩個斑禿基因才會顯示出該性狀。某特定人群中，PB基因的頻率為30%。下列敘述正確的是(　 )
A．斑禿女性和正常男性婚配，若子代為患者，則患者一定為男性
B．女性攜帶者的卵原細胞在減數分裂Ⅱ時，只有1條染色體含PB基因
C．在該特定人群中，男性中斑禿的概率為51%，女性中斑禿的概率為49%
D．一對夫婦均為斑禿，生育了一個正常孩子，原因是發(fā)生了基因突變
解析：選A　女性需要有兩個斑禿基因(PB)才會表現為斑禿。斑禿女性(PBPB)和正常男性(pbpb)婚配，子代基因型為PBpb，若子代為患者，則患者一定為男性，A正確；女性攜帶者的基因型為PBpb，在減數分裂Ⅱ前期和中期可能有1條或0條染色體含PB基因，在后期可能有2條或0條染色體含PB基因，B錯誤；如果PB基因的頻率是30%，則pb基因的頻率是70%。預期在該特定人群中，男性中斑禿(PB_)的概率為30%×30%＋2×30%×70%＝51%，女性中斑禿(PBPB)的概率為30%×30%＝9%，C錯誤；一對斑禿夫婦(PBPB×PBpb)在不發(fā)生基因突變的情況下，可生育基因型為PBpb的表型正常的女孩，D錯誤。
二、非選擇題
6．(2022·蘭州一模)豚鼠的野生型體色有黑色、灰色和白色，其遺傳受兩對等位基因D、d和R、r控制。當個體同時含有顯性基因D和R時，表現為黑色；當個體不含有D基因時，表現為白色；其他類型表現為灰色?，F有兩個純合品系的親本雜交，其結果如下表：
親本組合 F1類型及比例 F2類型及比例
灰色雌性×
白色雄性 黑色雌性∶
灰色雄性＝1∶1 黑色∶灰色∶白色
＝3∶3∶2
回答下列問題：
(1)上述實驗結果表明，兩對等位基因間遵循____________定律，等位基因R、r位于______(填“?！被颉癤”)染色體上，親本白色雄性豚鼠的基因型為________，F2中r的基因頻率為________。
(2)某小組利用上述實驗中豚鼠為實驗材料，嘗試選擇不同體色的豚鼠進行雜交，使雜交后代中白色豚鼠只在雄性個體中出現。你認為該小組______(填“能”或“不能”)成功，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由實驗結果可知，兩對等位基因遵循自由組合定律，由F1類型及比例可知體色與性別相關并排除伴Y染色體遺傳，若D、d在X染色體上，結合題意無法得出F1類型及比例，則R、r在X染色體上，可推知純合親本基因型為ddXRY和DDXrXr，則F1雌、雄鼠基因型分別為DdXRXr、DdXrY，F1相互交配，沒有選擇和基因突變，F2中r的基因頻率與F1相同，為2/3。(2)由題意可知，白色豚鼠不含有D基因，D、d位于常染色體上，其遺傳與性別無關，因此不能使雜交后代中白色豚鼠只在雄性個體中出現。
答案：(1)自由組合　X　ddXRY　2/3　(2)不能　白色豚鼠的基因型為dd__，D、d位于常染色體上，其遺傳與性別無關

展開更多......

收起↑